Пневмоэлектрический измеритель размеров Советский патент 1978 года по МПК G01B13/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для пневмоэлектрического измерения линейных размеров.

Известны пневматические приборы для контроля линейных размеров, содержащие пневматический мост и болометрический преобразователь расхода газа через диагональ моста

1.

Недостатком таких устройств является влияние акустического шума на точность измерения.

Известен также пневмоэлектрический измеритель линейных размеров, содержащий сообщенные по пневматической .мостовой схеме входные дроссели, измерительное сопло и сопло противодавления, дроссель регулирования чувствительности, расположенные в диагонали моста терморезисторы с соплами, акустические фильтры в виде камер и электрическую систему с показывающим прибором, подключенную к терморезисторам 2.

Линейный размер контролируемого изделия при помощи пневматического моста преобразуется в расход воздуха через диагональ, который измеряется термоанемометром, состоящим из терморезисторов, электрической системы и показывающего прибора.

Однако такой измеритель не обладает необходимой точностью измерения из-за влияния акустического щума на перемещение газа по измерительной диагонали, вызванного турбулентностью воздущного потока, обтекающего термоанемометр.

Цель изобретения - повысить точность измерения.

Для этого фильтры выполнены в виде конических кожухов и заключенных внутри кожухов конических тел с центральными полостями, сообщенными каналами с поверхностями конических тел, а входные дроссели расположены эксцентрично относительно тел у их ос- . нований.

На чертеже изображена конструктивная схема описываемого устройства.

Пневмоэлектрический измеритель размеров содержит пневматический мост, в котором входные дроссели 1 и 2, измерительное сопло 3, сопло 4 противодавления образуют плечи, а сопла 5 и 6 - диагонали моста, электрические измерительные системы постоянного сопротивления с терморезисторами 7 и 8 и показывающим прибором 9, конические кожухи 10 и 11, внутри которых расположены конические тела 12 и 13 акустических фильтров с центральными полостями 14 и 15, сообщенными через

множество гидравлических сопротивлений, например, в виде ряда каналов 16 малого диаметра с наружной поверхностью конических тел. 12 и 13 и дроссель 17 регулирования чувствительности. Конические тела 12 и 13 могут быть выполнены из пористого материала, например металлокерамики. Кожухи 10 и 11 и конические тела 12 и 13 образуют Проточные камеры 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

Воздух под давлением РО через. входные дроссели 1 и 2 и проточные камеры 18 и 19 проходит к соплам 3 и 4. В то же время воздух из проточных камер через ряд каналов 16 малого диаметра в конических телах 12 и 13 и центральные полости 14 и 15 поступает на входы сопел 5 и 6, формирующих струи обтекания терморезисторов 7 и 8. При равенстве зазоров X в сопле 4 противодавления между соплом 3, контролируемым изделием 20, и давления Р i и Рг в проточных камерах 18 и 19 равны, что вызывает одинаковую интенсивность охлаждения разогретых терморезисторов и равенство напряжений на входах показывающего прибора 9. При изменении размера изделия 20 изменяется зазор X, что приводит к разности давлений PI и Рг соответствующего знака и величины.

Терморезисторы, величина сопротивления которых (температура) стабилизируется измерительными системами, обдуваются с разной интенсивностью. При этом знак и величина разности напряжений на входах прибора 9 однозначно соответствуют отклонению размера измеряемого изделия от значения настройки. Регулируемый дроссель 17 используется для установки чувствительности и перестройки прибора на различные диапазоны измерения.

Благодаря несимметричному расположению входных дросселей 1 и 2 относительно конических тел 12 и 13 повыщается частота турбулентных пульсаций и происходит сдвиг фаз этих пульсаций по пространству проточных камер 18 и 19. Струя из входного дросселя 1 разбивается о донную поверхность конусов, при этом размер турбулентных вихрей уменьщается, а сдвиг фаз происходит за счет различий в пути движения отдельных вихрей вокруг периметра конуса. Повышение частоты турбулентных пульсаций и снижение средней скорости потока в проточных камерах приводит к уменьшению амплитуды этих пульсаций. Конусное исполнение акустического фильтра и проточной камерыпозволяет осуществить поджатие потока воздуха. Это дополнительно уменьшает пульсации его скорости.

Расход воздуха через сопла 5 и 6 измерительной диагонали составляет несколько процентов от расхода через сопла 3 и 4, что в сочетании со значительным увеличением суммарной площади каналов 16 по сравнению с площадью сопел обеспечивает ламинарный режим течения в зоне расположения терморезисторов 7 и 8.

Уменьшенные по амплитуде и сдвинутые по фазе отдельные пульсации давления, проникающие в центральные полости 14 и 15 через каналы 16, осредняются.

В результате описанных особенностей устройства уровень акустических шумов и, сле5довательно, уровень пульсаций скорости струи, .обтекающей терморезистор, значительно снижает уровень пульсаций выходного сигнала. Преобладание пространственного осреднения пульсационной составляющей потока в проточо ной камере над временным позволяет повысить точность измерения размеров без ухудшения динамических свойств измерителя.

Формула изобретения

25

Пневмоэлектрический измеритель размеров, содержащий сообщенные по пневматической мостовой схеме входные дроссели, измерительное сопло и сопло противодавления, дроссель регулирования чувствительности, расположен30ные в диагонали моста терморезистора с соплами и акустические фильтры и электрическую систему с показывающим прибором, подключенную к терморезисторам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, J5 фильтры выполнены в виде конических кожухов и заключенных внутри кожухов конических тел с центральными полостями, сообщенными каналами с поверхностями конических тел, а входные дроссели расположены эксцентрично относительно тел у их оснований.

40

Источники информации, принятые во внима;ние при экспертизе:

1. Балакшин О. Б. Автоматизация пневматического контроля размеров в машинострое48ний. М., «Машиностроение, 1964, с. 20, 21.

2. Авторское свидетельство CCGP№ 139849, кл. G 01 В 13/12.

19

Г6

IS